تأثیر خواص فیزیکی وابسته به دما در مدلسازی اجزای محدود جوشکاری لیزری آلیاژ تیتانیوم
نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز
2 دکترای تخصصی، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز
3 فیزیک لیزر، دانشگاه تبریز، تبریز
doi
چکیده
در این پژوهش تأثیر استفاده از خواص حرارتی متغیر و همچنین ثابت نسبت به تغییرات دما، در دقت شبیهسازی عددی جوشکاری لیزری آلیاژ تیتانیوم Ti60، مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مدل المان محدود از قطعه ورق آلیاژ Ti60 به ضخامت سه میلیمتر ساخته شده و با استفاده از منبع حرارتی سه بعدی متحرک، تحت تأثیر پرتو لیزر قرار گرفته است. به منظور تائید صحت مدلسازی المان محدود، نتایج حاصل با نتایج دادههای آزمایشگاهی مقایسه شده و همچنین تأثیر تعداد المانهای مدل اجزای محدود نیز بر روی نتایج، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدلسازی اجزای محدود نشان دادند که انجماد از ناحیه زیرین قطعه ورق شروع میشود و به طرف بالای ورق و در راستای درز جوش، پیشروی میکند. همچنین، در حالت استفاده از خواص چگالی، ظرفیت حرارتی و ضریب هدایت متغیر با درجه حرارت، بهترین نتایج به دست میآید. استفاده از چگالی ثابت موجب کاهش کمی در مقادیر حداکثر درجه حرارت و ابعاد حوضچه جوش و استفاده از ظرفیت حرارتی ثابت موجب افزایش این مقادیر میشود ولی این تغییرات در حدی هستند (زیر 2%)، که میتوان از چگالی و ظرفیت حرارتی ثابت در مدلسازی کل فرآیند جوشکاری لیزری، استفاده کرد. ولی استفاده از ضریب هدایت حرارتی ثابت خطای زیادی در مقادیر حداکثر درجه حرارت (حدود دو برابر در مقدار این پارامتر) و ابعاد حوضچه مذاب ایجاد میکند و نمیتوان مقدار این پارامتر را در شبیهسازی جوشکاری لیزری، ثابت فرض کرد.
